Kaj je čisti uporni AC krog?
Čisti uporni AC krog
Krog, ki vsebuje le čist upor R (v ohmih) v AC sistemu, se definira kot čisti uporni AC krog, brez induktivnosti in kapacitance. Nizkotronska struja in napetost v takem krogu oscilirata dvosmerno, kar generira sinusni val (sinusna valovna oblika). V tej konfiguraciji je moč odvedena z uporom, pri čemer so napetost in struja popolnoma fazno usklajeni - obe dosežeta svojo vrhovno vrednost hkrati. Kot pasivni element upor ne ustvarja niti porablja električne moči; namesto tega pretvarja električno energijo v toploto.
Razlaga upornega kroga
V AC krogu je razmerje med napetostjo in strujom vplivalo na frekvenco oskrbe, fazni kot in fazni razliko. Opomba, v AC upornem krogu ostane vrednost upora konstantna, ne glede na frekvenco oskrbe.
Razmislimo o izmenični napetosti, ki je priključena krog, opisana z enačbo:
Takrat bo trenutna vrednost struje, ki teče skozi upor, prikazana na spodnjem diagramu, enaka:
Vrednost struje bo največja, ko bo ωt = 90° ali sinωt = 1. Če vstavimo vrednost sinωt v enačbo (2), bomo dobili
Fazni kot in valovna oblika v upornem krogu
Iz enačb (1) in (3) je očitno, da v čistem upornem krogu ne obstaja fazna razlika med priključeno napetostjo in strujom - fazni kot med napetostjo in strujom je nič. Torej, v AC krogu s čistim uporom je struja popolnoma fazno usklajena z napetostjo, kot je prikazano na spodnjem diagramu valovne oblike:
Moč v čistem upornem krogu
Valovna oblika krivulje moči uporablja tri barve - rdečo, modro in roza, za predstavitev krivulj struje, napetosti in moči, tako da phasor diagram potrjuje, da so struja in napetost fazno usklajeni, kar pomeni, da njuni vrhovi nastopajo hkrati. Tako ostane krivulja moči pozitivna za vse vrednosti napetosti in struje.
V DC krogu je moč definirana kot produkt napetosti in struje. Podobno se v AC krogu moč izračuna z istim načelom, čeprav upošteva trenutne vrednosti napetosti in struje. Torej, trenutna moč v čistem upornem krogu je izražena z:
Trenutna moč: p = vi
Povprečna moč, porabljena v krogu v celotnem ciklu, je dana z
Ker je vrednost cosωt enaka nič, vstavljanje vrednosti cosωt v enačbo (4) da vrednost moči
Kjer,
P – povprečna moč
Vr.m.s – kvadratna srednja vrednost napetosti
Ir.m.s – kvadratna srednja vrednost struje
Zato je moč v čistem upornem krogu dana z:
V čistem upornem krogu so napetost in struja popolnoma fazno usklajeni z faznim kotom, ki je enak nič, kar pomeni, da med njima ne obstaja fazna razlika. Izmenični veličini dosežejo svoje vrhove hkrati, pri čemer vzpon in padec napetosti in struje potekata hkrati.
